Микролазер в форме ленты Мёбиуса помог разобраться с геодезическими линиями
Физики изготовили микролазер в форме ленты Мёбиуса и исследовали спектр его излучения. Анализ модового состава такого лазера и симуляция распространения в нем света подтвердили, что лучевые траектории мод совпадают с соответствующими геодезическими линиями. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Неевклидова геометрия оказала большое влияние на развитие математической физики. Поиск кривых, которые соответствуют кратчайшему пути (геодезических линий или просто геодезических), на многообразиях произвольных размерностей и метрик стал драйвером развития классической механики, оптики и релятивизма. С ними напрямую связан принцип наименьшего действия, который определяет траектории объектов в классической физике. Если для плоской геометрии он предписывает прямые линии для свободного тела или луча света, то в искривленном пространстве эти траектории будут сложнее.
Из всех разделов физики оптика стала наиболее подходящей дисциплиной для контролируемого лабораторного исследования процессов в неевклидовых структурах. Это стало возможным благодаря прогрессу, достигнутому в области литографического изготовления сложных трехмерных структур с микронным разрешением. В силу схожести волновых законов света с другими волновыми явлениями эксперименты по неевликодой фотонике могут стать полигоном для проверки аналогичных эффектов в акустике, гидродинамике, гравитации и квантовой механике, которые невозможно провести напрямую.